leetcode241

241. Different Ways to Add Parentheses

package leetcode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Solution241 extends Solution {
    @Override
    public void test() {
//        String input = "2-1-1";
        String input = "2*3-4-5";
        System.out.println(diffWaysToCompute(input));
    }

    public List<Integer> diffWaysToCompute(String input) {
        /*
             想法一：
             最开始的想法是迭代的计算每个符号的位置的值，即将第i个符号处两边的数字进行运算，
             并将运算后得到的值替代原先i个位置，且将i-1和i+1处的数字删去，这样就得到一个新
             的计算公式，然后进入下一次迭代。
             但这么做会出现重复的情况，如：2*3-4*5，正常答案是[-34, -14,-10,-10,10]，但
             迭代后会出现两个-14，因为((2*3)-(4*5))会出现两次，分别为以2*3中的乘号为迭代
             起点和4*5中的乘号为迭代起点。
             所以该方法不可行。
             想法二：
             构造表达式树，以每个符号为树的根节点，左子树和右子树分别返回各自子表达式的所有可
             能情况的计算结果，然后根据根节点的符号组合左子树和右子树的结果。
         */
        if (input.length() < 3) {
            ArrayList<Integer> tmp = new ArrayList<>();
            if (input.contains("+") || input.contains("-") || input.contains("*")) {
                return tmp;
            } else {
                tmp.add(Integer.valueOf(input));
                return tmp;
            }
        }
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(); //用来存放数字　　　　　　[2,3,4,5]
        List<Character> operator = new ArrayList<>();//用来存放运算符　　[*,-,*]
        int digit = 0;
        for(char c : input.toCharArray()){
            if (c >= '0' && c <= '9') {
                digit = digit * 10 + (c - '0');
            } else {
                nums.add(digit);
                digit = 0;
                operator.add(c);
            }
        }
        nums.add(digit);
        return helper(nums, operator, 0, operator.size()-1);
    }

    private List<Integer> helper(List<Integer> nums, List<Character> operator, int start, int end){
        if (end <= start) {
　　　　　　　// 如果只有一个运算符，就计算运算结果，并返回
            int t = operator(operator.get(start), nums.get(start), nums.get(end+1));
            List<Integer> res = new ArrayList<>();
            res.add(t);
            return res;
        }
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        List<Integer> left = null, right = null;
        for(int i=start; i<=end; i++){
            if (i == start) {
                left = new ArrayList<>();
                left.add(nums.get(start));
            } else {
                left = helper(nums, operator, start, i-1);
            }
            if (i == end) {
                right = new ArrayList<>();
                right.add(nums.get(end+1));
            } else {
                right = helper(nums, operator, i + 1, end);
            }
            for (Integer l : left) {
                for (Integer r : right) {
                    res.add(operator(operator.get(i), l, r));
                }
            }
        }
        return res;
    }

    private int operator(char operator, int a, int b){
        switch (operator){
            case '+': return a + b;
            case '-': return a - b;
            case '*': return a * b;
            case '/': return a / b;
        }
        return -1;
    }
}